焦志凱,馮寧寧,張?jiān)缴剑?希,楊寶明,李建坤,曹 恒,董 彪,付炯輝,王順祥
河北醫(yī)科大學(xué)第四醫(yī)院肝膽外科,河北 石家莊 050011
胰腺癌是中國常見的惡性程度較高的消化道惡性腫瘤之一,危害極大[1-2]。因此,探索胰腺癌發(fā)生、發(fā)展的分子機(jī)制對于疾病防治具有重要的臨床意義。miRNA是由18~22個核苷酸組成的內(nèi)源性非編碼RNA,能夠與靶基因3'非編碼區(qū)特異性結(jié)合,從而在轉(zhuǎn)錄后水平調(diào)控靶基因表達(dá)。研究發(fā)現(xiàn),多種miRNA在腫瘤組織中異常表達(dá)[3-4]。其中miR-762已被證實(shí)在乳腺癌、卵巢癌等多種腫瘤組織中高表達(dá),通過調(diào)控靶基因表達(dá)參與細(xì)胞增殖、凋亡、侵襲轉(zhuǎn)移等過程[5-6]。但miR-762在胰腺癌發(fā)生、發(fā)展中的作用報(bào)道較少。本研究檢測了miR-762在胰腺癌組織和細(xì)胞株中的表達(dá)情況,并分析了miR-762在胰腺癌細(xì)胞增殖、侵襲轉(zhuǎn)移中的作用及機(jī)制。
收集2016年1月—2019年1月于河北醫(yī)科大學(xué)第四醫(yī)院行胰腺癌根治術(shù)的胰腺癌組織標(biāo)本35例(包括癌組織及距離其3~5 cm的癌旁組織),術(shù)后均經(jīng)病理學(xué)檢查確診,且術(shù)前未接受放化療。人胰腺癌細(xì)胞株BxPC-3、PANC-1、AsPC-1、SW-1990和人正常胰腺上皮細(xì)胞HPDE購自中國科學(xué)院典型培養(yǎng)物保藏委員會細(xì)胞庫。
RPMI-1640培養(yǎng)基、胎牛血清(fetal bovine serum,F(xiàn)BS)、TRIzol購自美國Gibco公司;miR-762模擬物(mimics)、miR-762抑制物(inhibitors)及其陰性對照序列(scramble序列)購自上海吉凱制藥技術(shù)有限公司;LipofectamineTM2000購自美國Invitrogen公司;實(shí)時熒光定量聚合酶鏈反應(yīng)(real-time fluorescence quantitative polymerase chain reaction,RTFQPCR)試劑盒、反轉(zhuǎn)錄試劑盒購自日本Takara公司;鼠抗人E-鈣黏蛋白(E-cadherin)、N-鈣黏蛋白(N-cadherin)、波形蛋白(vimentin)抗體購自美國Abcam公司。Chemi DocTM XRS+化學(xué)發(fā)光凝膠成像系統(tǒng)購自美國Bio-Rad公司;7300型RTFQ-PCR擴(kuò)增儀購自美國ABI公司。
細(xì)胞用含10%FBS的RPMI-1640培養(yǎng)基,在37 ℃、CO2體積分?jǐn)?shù)為5%的培養(yǎng)箱中常規(guī)培養(yǎng)。取對數(shù)生長期的細(xì)胞接種于6孔板,待細(xì)胞融合達(dá)80%時采用LipofectamineTM2000將miR-762 mimics、miR-762 inhibitors及其scramble序列分別轉(zhuǎn)染至PANC-1細(xì)胞中,不進(jìn)行轉(zhuǎn)染的細(xì)胞為空白對照組。實(shí)驗(yàn)重復(fù)3次。
細(xì)胞消化后制成單細(xì)胞懸液,以2×103個/孔的密度接種于96孔板,每孔200 μL。分別于培養(yǎng)0、1、2、3、4 d時進(jìn)行CCK-8實(shí)驗(yàn),每孔加入10 μL CCK-8溶液,繼續(xù)培養(yǎng)2 h,測定450 nm處的吸光度(D450)值。實(shí)驗(yàn)重復(fù)3次。
轉(zhuǎn)染48 h后收集細(xì)胞,4 ℃ 1 000 r/min離心5 min,棄上清,PBS洗滌2次,重懸細(xì)胞,加入Annexin V和碘化丙啶(propidium iodide,PI)各5 μL,37 ℃避光染色20 min,采用流式細(xì)胞術(shù)檢測細(xì)胞凋亡情況。實(shí)驗(yàn)重復(fù)3次。
轉(zhuǎn)染48 h后,各組細(xì)胞接種于6孔板,待細(xì)胞融合達(dá)100%時用10 μL槍頭在培養(yǎng)板底部做一均勻劃痕,PBS洗滌3次,加入含2%FBS的新鮮培養(yǎng)基,在倒置顯微鏡下觀察劃痕后即刻、48 h時的細(xì)胞遷移情況,計(jì)算劃痕愈合率。劃痕愈合率(%)=(劃痕后即刻劃痕寬度-48 h劃痕寬度)/劃痕后即刻劃痕寬度×100%。實(shí)驗(yàn)重復(fù)3次。
轉(zhuǎn)染細(xì)胞48 h后,各組細(xì)胞制成1×105/mL的細(xì)胞懸液,取200 μL接種到預(yù)鋪Matrigel基質(zhì)膠的Transwell上室,下室加入200 μL含10%FBS的培養(yǎng)基,在37℃、CO2體積分?jǐn)?shù)為5%的培養(yǎng)箱中培養(yǎng)24 h后,用棉簽刮去基質(zhì)膠和未穿膜細(xì)胞,多聚甲醛固定,0.1%結(jié)晶紫染色,顯微鏡下隨機(jī)選取5個視野計(jì)數(shù)穿膜細(xì)胞數(shù),求平均值。實(shí)驗(yàn)重復(fù)3次。
TRIzol提取細(xì)胞總RNA,按照反轉(zhuǎn)錄試劑盒說明書合成cDNA。取2 μL cDNA為模板,在ABI 7300型RTFQ-PCR儀上進(jìn)行PCR擴(kuò)增。U6為內(nèi)參照基因,采用2-△△CT法定量目的基因mRNA相對表達(dá)量。miR-762及U6引物序列如下:miR-762上游引物5'-ACACGGGGCUGGGGCCGG GGCCGAGCGCCTC-3',下游引物5'-CTCAGG GGCUGGGGCCGGGGCCGAGCCAGA-3';U6上游引物5'-CTCGCTTCGGCAGCACA-3',下游引物5'-AACGCTTCACGAATTTGCGT-3'。E-cadherin、N-cadherin、vimentin及甘油醛-3-磷酸脫氫酶(glyceraldehyde-3-phosphate dehydrogenase,GAPDH)基因引物序列如下:E-cadherin上游引物5'-TGCCCAGAAAATGAAAAAGG-3',下游引物5'-GTGTATGTGGCAATGCGTTC-3';N-cadherin上游引物5'-GAGAACTTTGCCGTTGAAGC-3',下游引物5'-GTGTATGTGGCAATGCGTTC-3';Vimentin上游引物5'-GAGA ACTTTGCCGT TGAAGC-3',下游引物5'-GCTTCCTGTAGGTG GCAATC-3';GAPDH上游引物5'-CTCTGCTCCT CCTGTTCGAC-3',下游引物5'-GCGCCCAA TACGACCAAATC-3'。實(shí)驗(yàn)重復(fù)3次。
轉(zhuǎn)染48 h后,提取細(xì)胞總蛋白,經(jīng)10%十二烷基硫酸鈉聚丙烯酰胺凝膠電泳(sodium dodecyl sulphate polyacrylamide gel electrophoresis,S D S-PA G E)分離后電轉(zhuǎn)移至聚偏氟乙烯(polyvinylidene fluoride,PVDF)膜上,10%脫脂奶粉封閉2.0 h,加入特異性一抗溫育過夜,TBST洗膜3次,加入二抗室溫溫育1.5 h,TBST洗膜3次。ECL化學(xué)發(fā)光法顯色、定影,設(shè)GAPDH為內(nèi)參照蛋白。實(shí)驗(yàn)重復(fù)3次。
RTFQ-PCR結(jié)果顯示,胰腺癌組織中miR-762 mRNA表達(dá)量為0.91±0.28,顯著高于癌旁組織(0.32±0.08)(t=12.30,P=0.000)。胰腺癌細(xì)胞株BxPC-3、PANC-1、AsPC-1、SW-1990中miR-762 mRNA的表達(dá)量分別為0.57±0.08、1.22±0.32、0.79±0.21、0.96±0.11,顯著高于正常胰腺上皮細(xì)胞HPDE(0.31±0.08)(t=-4.61、-6.04、-4.67、12.03,P=0.010、0.004、0.010、0.000,圖1)。
圖1 miR-762在胰腺癌和正常胰腺上皮細(xì)胞中的表達(dá)Fig.1 Expression of miR-762 in pancreatic cancer and normal pancreatic epithelial cell lines
RTFQ-PCR結(jié)果顯示,轉(zhuǎn)染24 h后,空白對照組、陰性對照組、miR-762 mimics組、miR-762 inhibitors組miR-762 mRNA表達(dá)量分別為1.16±0.21、1.12±0.24、9.45±1.23、0.39±0.10。與陰性對照組比較,miR-762 mimics 組miR-762 mRNA表達(dá)量顯著增加,miR-762 inhibitors組miR-762 mRNA表達(dá)量顯著降低(t=-13.70、5.10,P=0.000、0.007,圖2)。
CCK-8實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示,轉(zhuǎn)染后第2~4天,與陰性對照組比較,miR-762 mimics組D450顯著增加,miR-762 inhibitors組D450顯著降低(P<0.01,圖3)。
圖3 miR-762對PANC-1細(xì)胞增殖的影響(CCK-8實(shí)驗(yàn))Fig.3 Effect of miR-762 on proliferation of PANC-1 cells (CCK-8 assay)
流式細(xì)胞術(shù)結(jié)果顯示,轉(zhuǎn)染48 h后,空白對照組、陰性對照組、miR-762 mimics組、miR-762 inhibitors組細(xì)胞凋亡率分別為(10.15±2.43)%、(10.00±1.95)%、(3.40±0.77)%、(22.64±3.71)%。與陰性對照組比較,miR-762 mimics組細(xì)胞凋亡率顯著降低,miR-762 inhibitors組細(xì)胞凋亡率顯著增加(t=7.95、-7.41,P=0.001、0.002,圖4)。
圖4 miR-762對PANC-1細(xì)胞凋亡的影響(流式細(xì)胞術(shù))Fig.4 Effect of miR-762 on apoptosis of PANC-1 cells (flow cytometry)
劃痕實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示,轉(zhuǎn)染48 h后,空白對照組、陰性對照組、miR-762 mimics組、miR-762 inhibitors組細(xì)胞遷移距離分別為(1.04±0.27)μ m、(1.00±0.24)μ m、(1.79±0.16)μm、(0.34±0.10)μm。與陰性對照組比較,miR-762 mimics組細(xì)胞遷移距離顯著延長,miR-762 inhibitors組細(xì)胞遷移距離顯著縮短(t=-11.29、7.68,P=0.000、0.002)。Transwell侵襲實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示,轉(zhuǎn)染48 h后,空白對照組、陰性對照組、miR-762 mimics組、miR-762 inhibitors組穿膜細(xì)胞數(shù)分別為(196.40±25.13)個、(188.20±26.04)個、(279.40±20.31)個、(92.80±11.08)個。與陰性對照組比較,miR-762 mimics組穿膜細(xì)胞數(shù)顯著增加,miR-762 inhibitors組穿膜細(xì)胞數(shù)顯著減少(t=-4.91、6.67,P=0.008、0.003,圖5)。
圖5 miR-762對PANC-1細(xì)胞侵襲轉(zhuǎn)移的影響Fig.5 Effect of miR-762 on invasion and migration of PANC-1 cells
Western blot結(jié)果顯示,轉(zhuǎn)染48 h后,與陰性對照組比較,miR-762 mimics組上皮細(xì)胞標(biāo)志物E-cadherin表達(dá)量明顯降低,間質(zhì)表型細(xì)胞標(biāo)志物N-cadherin、vimentin表達(dá)量明顯增加(t=7.87、-6.11、-4.53,P=0.001、0.004、0.011);而miR-762 inhibitors組上皮細(xì)胞標(biāo)志物E-cadherin表達(dá)量明顯增加,間質(zhì)表型細(xì)胞標(biāo)志物N-cadherin、vimentin表達(dá)量明顯降低(t=4.13、5.31、6.78,P=0.014、0.006、0.002,圖6)。
圖6 Western blot檢測EMT相關(guān)蛋白表達(dá)Fig.6 Expression of EMT-associated proteins detected by Western blot
胰腺癌預(yù)后極差,與其早期易發(fā)生侵襲轉(zhuǎn)移密切相關(guān)[7]。研究發(fā)現(xiàn),多種miRNA表達(dá)失調(diào)在胰腺癌細(xì)胞增殖、凋亡及侵襲轉(zhuǎn)移方面發(fā)揮重要作用[8-10]。因此,尋找與胰腺癌發(fā)生、發(fā)展密切相關(guān)的miRNA具有積極意義。miR-762與腫瘤關(guān)系密切,Hou等[5]發(fā)現(xiàn)卵巢癌組織高表達(dá)miR-762,與患者預(yù)后呈負(fù)相關(guān),還發(fā)現(xiàn)抑癌基因menin是其下游靶基因。Li等[6]也證實(shí)乳腺癌組織和細(xì)胞株高表達(dá)miR-762,可靶向下調(diào)IRF7基因表達(dá)。但miR-762在調(diào)控胰腺癌發(fā)生、發(fā)展中的作用尚不清楚。本研究結(jié)果表明,胰腺癌組織及4種胰腺癌細(xì)胞株中miR-762呈高表達(dá),提示miR-762可能參與了胰腺癌的形成及進(jìn)展。在此基礎(chǔ)上,本研究采用基因干擾技術(shù)在胰腺癌PANC-1細(xì)胞中過表達(dá)和抑制表達(dá)miR-762,并采用CCK-8、流式細(xì)胞術(shù)、劃痕實(shí)驗(yàn)和Transwell侵襲實(shí)驗(yàn)檢測調(diào)節(jié)miR-762表達(dá)對PANC-1細(xì)胞增殖、凋亡及侵襲轉(zhuǎn)移的影響,結(jié)果發(fā)現(xiàn),上調(diào)miR-762表達(dá)能夠顯著增強(qiáng)PANC-1細(xì)胞的增殖及侵襲轉(zhuǎn)移能力,并抑制其凋亡;相反,下調(diào)miR-762表達(dá)能夠顯著抑制PANC-1細(xì)胞的增殖及侵襲轉(zhuǎn)移能力,并促進(jìn)其凋亡。
EMT是腫瘤耐藥、干細(xì)胞樣特性形成及獲得更高惡性程度的關(guān)鍵環(huán)節(jié)[11-14]。在此過程中,上皮標(biāo)志物E-cadherin表達(dá)量降低,而間質(zhì)標(biāo)志物N-cadherin、vimentin表達(dá)量升高。本研究結(jié)果表明,過表達(dá)miR-762能夠顯著上調(diào)胰腺癌細(xì)胞N-cadherin、vimentin表達(dá),下調(diào)E-cadherin表達(dá);而抑制miR-762表達(dá)能夠顯著下調(diào)胰腺癌細(xì)胞N-cadherin、vimentin表達(dá),上調(diào)E-cadherin表達(dá),證實(shí)miR-762可能參與調(diào)控胰腺癌細(xì)胞EMT進(jìn)程。
綜上所述,miR-762在胰腺癌組織和細(xì)胞株中異常高表達(dá),通過影響EMT進(jìn)程促進(jìn)胰腺癌細(xì)胞的增殖和侵襲轉(zhuǎn)移,提示miR-762有可能成為胰腺癌診斷和治療的潛在靶點(diǎn)。然而,miR-762調(diào)控胰腺癌細(xì)胞生物學(xué)行為的具體靶點(diǎn)仍需深入研究。